DK164956B - Fremgangsmaade og udstyr til maaling af vejruhed - Google Patents

Description

DK 164956 B

i

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde og et udstyr til måling af ruhed langs overfladen af et trafikområde, f.eks. en vej eller en start- eller landingsbane i en lufthavn.

5 Nærmere bestemt angår opfindelsen måling i længdedi mensionen af vejen, dvs. langs en "kørebane" og ikke tværs på vejen (for eksempel med henblik på at måle tværprofilen af kørebanen).

Tidligere kendte metoder til måling af ruhed eller 10 jævnhed langs en vejbane omfatter hovedsagelig mekaniske affølingsmetoder. Under de seneste år er også optiske metoder taget i brug. For eksempel omhandler US patentskrift nr.

4 653 316 et køretøj omfattende to laseranordninger adskilt i længderetningen i forhold til hinanden, hvilke anordninger 15 udsender lysstråler vinkelret ned imod vejoverfladen. Lyspletterne aflæses af tilsvarende detektorer (fokusdetektion).

US patentskrift nr. 4 685 806 omhandler et anlæg, i hvilket stationære laserkilder frembringer lodrette og vandrette laserplaner som en reference for et køretøj, hvilket 20 køretøj er udstyret med "laserkameraer" eller lignende, dvs. en tværgående række af lasere/detektorer eller eventuelt ultralydstransducere rettet ned imod vejoverfladen. Herved opnås en art todimensional kortlægning langs vejbanen, men anvendelsen af yderligere lasere til at definere f.eks. et 25 vandret plan er kostbar og tidsrøvende.

Fra US patentskrift nr. 3.705.772 kendes en fremgangsmåde og et udstyr til kontinuerlig måling af overflade-ruheden af en vertikal flade, f.eks. en tunnelvæg. Målingen foretages ved, at der fra et køretøj, der føres langs en 30 fastlagt bane, f.eks. ved hjælp af skinner, udsendes f.eks. ultralydsbølger fra en transducer og ud mod den vertikale flade, der ønskes opmålt, samtidigt med, at en anden transducer opfanger det ekko, der tilbagekastes fra overfladen.

En klar ulempe ved denne fremgangsmåde er, at det er nødven-35 digt at have faste referenceplaner, f.eks. i form af skinner, hvor ultralydstransduceren må fremføres i en fast højde

DK 164956 B

2 over skinnerne.

Den foreliggende opfindelse udnytter kun én enkelt række af ultralydtransducere, hvilket træk indbefatter omkostningsbesparelser i forhold til laseranordninger. Ydermere 5 er kravet om faste referenceplaner elimineret, når den foreliggende opfindelse tages i brug, og målingerne kan foretages hurtigt og pålideligt.

Ifølge den foreliggende opfindelse opnås dette ved at anvende en fremgangsmåde til måling af overfladeruhed 10 langs en langsgående dimension af et trafikområde, f.eks. langs en vej, ved hvilken fremgangsmåde et måleudstyr under brugen bæres af et køretøj eller en påhængsvogn efter et køretøj, der kører på nævnte trafikområde, og hvori styreorganer, energiforsyningsorganer og optagelsesorganer til 15 udøvelse af målingerne såvel som måleanordninger for køretø-jets/påhængsvognens hastighed og den kørte distance medføres, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at der under bevægelsen samtidigt udsendes ultralydbølger ned imod trafikområdeoverfladen fra et antal N > 2 ultralydtransducere, 20 der er placeret i en række på undersiden af og langs en lige bom, som er anbragt i det væsentlige parallelt med vejoverfladen på køretøjet/påhængsvognen og i længderetningen, hvilke ultralydtransducere er monteret med lige stor afstand x mellem hver to på hinanden følgende transducere, 25 og at hver transducer modtager det ultralydekko fra nævnte overflade, som skyldes denne transducers egen udsendelse.

Ved en foretrukken udførelsesform for opfindelsen gentages målingerne bestandigt under bevægelsen på en sådan måde, at en ny ultralydudsendelse foretages, når køretøjet/-30 påhængsvognen er avanceret et stykke nx i forhold til den forudgående måling, hvor n er et helt tal, og n < N-l, så at der opnås en overlapning med den forudgående måling.

Ifølge et andet gunstigt træk ved den foretrukne udførelsesform for opfindelsen kædes de på hinanden følgende 35 målinger foretaget under bevægelsen sammen efter deres optagelse ved hjælp af en programmeret datamat for at skabe 3

DK 164956 B

en kontinuerlig højdeprofil af den langsgående dimension af nævnte trafikområde.

Fortrinsvis kontrolleres ultralydtransducerne ligeledes for korrekt funktion ved automatisk styret sammenligning 5 af måleresultater i tilsvarende positioner ved overlappende målinger.

Opfindelsen angår ligeledes et udstyr til måling af overfladeruhed langs den langsgående dimension af trafikområdet og indrettet til at kunne placeres i et køretøj/en på-10 hængsvogn og omfattende styreorganer, energiforsyningsorganer og optagelsesorganer såvel som måleanordninger for påhængs-vognens/køretøjets hastighed og den kørte distance, og udstyret er ejendommeligt ved en lige bom anbragt i påhængsvog-nen/køretøjet i det væsentlige parallelt med vejoverfladen 15 og i længderetningen, på undersiden af og langs hvilken bom der er placeret et antal N > 2 af ultralydtransducere i en række med en lige stor afstand x mellem hver to på hinanden følgende transducere og indrettede til samtidig udsendelse under bevægelsen af ultralydbølger ned imod overfladen af 20 nævnte trafikområde og opfangning af de reflekterede bølger, idet hver transducer er indrettet til kun at modtage det ultralydekko, som skyldes dens egen udsendelse.

Fortrinsvis har udstyret også en yderligere ultralydtransducer anbragt på bommen til korrektion med hensyn til 25 ændringer i lufttryk, temperatur og fugtighed.

Fortrinsvis er udstyret indrettet til gentagen udsendelse af ultralydbølger under bevægelsen på en sådan måde, at en ny udsendelse foretages fra ultralydtransducerne, når påhængsvognen/køretøjet er avanceret et stykke nx i forhold 30 til den forudgående måling, hvor n er et helt tal, og n < N-l, så at en overlapning med den forudgående måling opnås.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere, idet der henvises til tegningsfiguren.

35 Denne figur viser skematisk en i det væsentlige vand ret bom I anbragt i en passende afstand ca. 20 cm ovenover

DK 164956 B

4 vej overfladen II. Som et eksempel har bommen en længde på 4 m, og i den viste udførelsesform er bommen udstyret med 17 ultralydtransducere, som er rettet ned imod vej overfladen. Imidlertid kan antallet af transducere og bomlængden natur-5 ligvis variere indenfor vide grænser.

Som udgangspunkt antages det, at bommen I er anbragt i en position, som er i det væsentlige parallel med vej overfladen og peger i bevægelsesretningen for køretøjet/påhængs-vognen, på hvilken bommen er ophængt. Ultralydbølger udsendes 10 samtidigt fra alle transducere vinkelret ned imod vej overfladen, og de reflektioner, som detekteres, giver anledning til signaler, som optages i det medførte optagningsudstyr. Typiske parametre, som måles, kan være udbredelsestid eller faseskift for de modtagne lydbølger. Apparatdimensioner, 15 afstande og bølgelængder er passende valgt på en sådan måde, at uønsket påvirkning af nabotransducere minimeres eller kan fjernes under signalbehandlingen. Kun den del af en ultralydrefleksion, som passerer i det væsentlige vinkelret op til udsendelsestransduceren, skal i princippet anvendes 20 i målingen. Udbredelseshastigheden af ultralydbølgerne er så meget større end den øjeblikkelige kørehastighed af køretøj et/påhængsvognen med bommen, at der ikke opstår nogen problemer på grund af den omstændighed, at transducerne bevæger sig, mens ultralydbølgerne er undervejs mellem bommen 25 og vej overfladen. Afstanden mellem transducerne er 25 cm i det viste eksempel. Således måles afstanden mellem vejoverfladen og de 17 ultralydtransducere samtidig for alle transducere, mens bommen bevæger sig. På denne måde kan udstyret anvendes som en "automatiseret retskinne". Et beregningspro-30 gram kan senere omdanne de optagne data på en sådan måde, at maksimal fordybning beregnes, når bommen "rører" overfladen på to steder. ("Berøring" skal her kun betyde, at de to positioner, i hvilke de korteste afstande måles mellem bom og vejoverflade, anvendes som udgangspunkt).

35 Køretøjet eller påhængsvognen bevæger sig hele tiden mod højre side af figuren. En ny måling foretages ved sam- 5

DK 164956B

tidig udsendelse af ultralydbølger fra alle transducere, når bommen er placeret i en afstand fra udgangspositionen, som er et helt multiplum af afstanden mellem to på hinanden følgende transducere. I den viste udførelsesform er afstanden 5 fra én transducer til den næste 25 cm, og intervallet mellem to på hinanden følgende målinger er valgt til at være lig med 4 x 25 cm= lm. Valget af dette måleinterval er truffet, idet man både har taget i betragtning ønsket om stor nøjagtighed, hvilket medfører en stor grad af overlapning, dvs.

10 korte intervaller, og en hurtig gennemførelse af måling af en lang vejdistance, hvilket medfører en forøget køreha-stighed, som kræver længere optageintervaller. I det viste eksempel med intervaller på 1 m er den praktiske maksimale kørehastighed i området 40 km i timen. Den ovenfor beskrevne 15 overlapningsoptagemetode danner basis for sammenkædning af på hinanden følgende optagelser ved hjælp af en datamat til en kontinuerlig højdeprofil af overfladen givet i form af beregnede "højder" med et mellemrum lig med det faste indbyrdes mellemrum mellem ultralydtransducerne. De beregnede 20 højdeværdier repræsenterer ikke den faktiske højde over havoverfladen men kan anvendes med henblik på at beskrive uregelmæssigheder med en bølgelængde op til 50 m. Den beregnede højdeprofil danner basis for beregning af forskellige ruhedsindekser for vejoverfladen.

25 Overlapningsmålingerne anvendes ligeledes med henblik på at kontrollere, at alle transducerne arbejder korrekt.

Den overlappende del af profilen fra to på hinanden følgende målinger må være identisk (i hvert fald efter udførelse af korrektioner for eventuel hældning af hele bommen i forhold 30 til den forudgående optagelse), og denne omstændighed kan anvendes til at undersøge, om alle transducere er blevet kalibreret korrekt. På samme måde er det ligeledes muligt at studere nøjagtigheden af målingerne, og hvorledes nøjagtigheden påvirkes af teksturen af vejoverfladen.

Claims (7)

1. Fremgangsmåde til måling af overfladeruhed langs en langsgående dimension af et trafikområde, f.eks. langs en vej, ved hvilken fremgangsmåde et måleudstyr under brugen 5 bæres af et køretøj eller en påhængsvogn efter et køretøj, der kører på nævnte trafikområde, og hvori styreorganer, energiforsyningsorganer og optagelsesorganer til udøvelse af målingerne såvel som måleanordninger for køretøjets/på-hængsvognens hastighed og den kørte distance medføres, 10 kendetegnet ved, at der under bevægelsen samtidigt udsendes ultralydbølger ned imod trafikområdeoverfladen (II) fra et antal N > 2 ultralydtransducere (1-17), der er placeret i en række på undersiden af og langs en lige bom (I), som er anbragt i det væsentlige parallelt med vejover-15 fladen på køretøjet/påhængsvognen og i længderetningen, hvilke ultralydtransducere (1-17) er monteret med lige stor afstand x mellem hver to på hinanden følgende transducere, og at hver transducer modtager det ultralydekko fra nævnte overflade (II), som skyldes denne transducers egen udsen-20 delse.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at målingerne bestandig gentages under bevægelsen på en sådan måde, at en ny ultralydbølgeudsendelse foretages, når køretøj et/påhængsvognen er avanceret et stykke nx i 25 forhold til den forudgående måling, hvor n er et helt tal, og n < N-l, så at der opnås en overlapning med den forudgående måling.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at på hinanden følgende målinger foretaget under 30 bevægelsen efter optagelsen kædes sammen ved hjælp af en programmeret datamat til en kontinuerlig højdeprofil af den langsgående dimension af nævnte trafikområde.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at ultralydtransducerne (1-17) kontrolleres 35 for korrekt funktion ved automatisk styret sammenligning af måleresultater i tilsvarende positioner ved overlappende 7 DK 164956B målinger.

5. Udstyr til måling af overfladeruhed langs en langsgående dimension af et trafikområde, f.eks. langs en vej, hvilket udstyr er indrettet til at kunne placeres på et 5 køretøj eller en påhængsvogn efter et køretøj og omfattende styreorganer, energiforsyningsorganer og optagelsesorganer til målingerne såvel som måleanordninger for påhængsvog-nens/køretøjets hastighed og den kørte distance, kendetegnet ved en lige bom (I) i påhængsvognen/køre-10 tøjet, hvilken bom er anbragt i det væsentlige parallelt med vejoverfladen og i længderetningen, på undersiden af hvilken og langs hvilken bom et antal N > 2 af ultralydtransducere (1-17) er anbragt i en række med lige stor afstand x mellem hver to på hinanden følgende transducere og indrettede 15 til samtidig udsendelse af ultralydbølger under bevægelsen ned imod overfladen (II) af nævnte trafikområde og opfangning af de reflekterede bølger, idet hver transducer (1-17) er indrettet til kun at modtage det ultralydekko, som skyldes dens egen udsendelse.

6. Udstyr ifølge krav 5, kendetegnet ved én yderligere ultralydtransducer anbragt på nævnte bom (I) til korrektion med hensyn til ændringer i lufttryk, temperatur og fugtighed.

6 DK 164956 B Patentkrav.

7. Udstyr ifølge krav 5 eller 6, kendete g-25 net ved, at udstyret er indrettet til gentagen udsendelse af ultralydbølger under bevægelsen på en sådan måde, at en ny udsendelse foretages fra ultralydtransducerne (1-17), når påhængsvognen/køretøj et er avanceret et stykke nx i forhold til den forudgående måling, hvor n er et helt tal, og 30 n < N-l, så at en overlapning med den forudgående måling opnås.